隧道常见病害及对策研究

宋公仆

(福建省第一公路工程公司)

1 隧道漏水原因及防治措施

隧道漏水，拱部有渗水、滴水、漏水成线和成股射流四种;边墙有渗水、淌水两种;少数隧道有涌水病害。按水源补给情况分为:地下水(流量四季变化不大)补给和地表水(流量随四季变化)补给。

(1)隧道漏水的危害

①在电力牵引区段，拱部漏水，会造成接触网跳闸、放电漏电，影响安全运营，造成人身伤害。

②在寒冷地区，隧道漏水会造成边墙结冰、拱部挂冰，侵入限界，影响隧道正常使用。还会造成衬砌冻胀裂损和洞内线路冻胀起伏不平等。

③在洞内线路排水不良地段，造成土质和软岩地基的基床翻浆冒泥，整体道床下沉变形。

(2)隧道漏水的原因

①隧道设计与施工不当造成漏水。如设计时对衬砌周围地下水的水源、水量、水质调查分析不足，对防排水考虑不周，对结构防蚀、耐冻、抗渗也未作专项设计。当隧道围岩与含水层连通，而衬砌的防排水设计不完善时，必然发生隧道漏水病害。

②隧道衬砌综合治水设施不完善或年久失效。如隧道衬砌防排水设施不全，隧道衬砌背后存在积水或承压水;混凝土衬砌施工质量差，孔隙裂缝多，自身防水能力差;混凝土的工作缝、伸缩缝、沉降缝等接缝处理不当，或未做好防水处理;衬砌变形、腐蚀后产生裂缝渗漏水。

(3)隧道漏水的防治措施

对地表水和地下水做妥善处理，洞内外应有完整的防排水设施，以保证防排水设施的正常使用和行车安全。要求做到:

①拱部不滴水，边墙不淌水，安装设备之孔眼不渗水;

②隧底不涌水，道床不积水;

③在有冻害地段的隧道，拱部和边墙基本上不渗水，衬砌背后不积水;

④道床无翻浆冒泥，整体道床基床稳定。

隧道水害的防治工作，重点应放在勘测、设计、施工阶段，特别是施工中要尽力处理水患。其主要措施为:

截水:截住水源，减少流向隧道的水量。一般是在洞外和衬砌外靠水源侧周围，开挖截水沟，修建截水洞，或做好地面天然沟溪防渗漏的铺砌工程。

排水:利用沟、管、槽及钻孔等排水。排出较大的水量可设泄水洞，或利用施工时的平行导坑排水。对于颗粒易流失的围岩，不宜采用集中疏导排水，要采取放入筛管等措施，防止围岩细颗粒因流失而引起围岩变化、地表坍陷等。

堵水:为封堵漏水，堵塞衬砌背后水路或衬砌渗漏部位水路，铺设外防水层，涂抹水泥砂浆、乳化沥青等防水涂料，向衬砌中灌注防水浆液封堵孔隙，向衬砌背后注浆固结围岩和加固衬砌。

2 隧道冻害原因与防治措施

(1)隧道冻害

对于隧道而言，在一些较为寒冷的地区，会出现隧道内水流与围岩的积水冻结现象，如果控制不当，就会造成隧道的内部出现边墙结冰、围岩冻胀、衬砌胀裂及线路冻起等冻害。一般情况下，隧道洞口周围的冻害问题较为严重，存在较大的安全隐患。

(2)隧道冻害的防治措施

由于隧道冻害存在较大的安全隐患，因而需要高度重视隧道的冻害问题，当出现冻害现象后，要在第一时间内采取措施进行治理。对冻害进行处理的主要思想是把水排除在隧道冻结圈的外部，结合多年的实践工作，在对隧道冻害进行处理时，可以从如下几个方面入手。

首先，在隧道的建设过程中，需要注重防排水管道的设计，施工中确保防排水工程的质量，这是降低隧道冻害的有效途径。其次，对于严寒地区的隧道，需要对当地的实际施工条件分析后，设置合理的深埋渗水沟、浅埋保温侧沟以及防寒泄水洞，加强保温处理。同时，要注重衬砌结构的设置，比如采用防水钢筋混凝土衬砌与网喷混凝土加固等，从而提高衬砌的抗侧压能力。也可以采取保温防冻解冻措施，比如在衬砌与围岩间加设保温层，洞口设防寒帘幕。除此之外，也要对隧道围岩进行改良处理，为了消除岩石土的冻胀性，可以对岩石土进行压浆固结处理，条件允许的情况下，可以施加一些保温的隔热层。随着施工技术的快速发展，现在在隧道的施工中，可在洞口处的水沟间层安装合适的暖气管道，在冬季发挥出供热的作用，也可以采用机械送热的方式，促使泄水洞内部的结冰融化。

3 隧道衬砌腐蚀原因与防治措施

(1)衬砌腐蚀的原因

地下水流经地层的岩性及其所含的侵蚀性离子是导致衬砌腐蚀的重要原因，因此我们要对岩层的性质等进行详细分析。隧道衬砌背后或仰拱、铺底下的环境水，容易沿衬砌混凝土的毛细孔、工作缝、变形缝及其他孔洞渗流到衬砌内侧，从而形成了隧道的渗漏水。由于溶解于环境水中的一些侵蚀性介质，对衬砌混凝土和砌石、灰缝产生物理性或化学性的侵蚀作用而形成腐蚀病害。通常，衬砌腐蚀主要有两种病害类型，一种是物理性侵蚀，另一种则是化学性腐蚀。物理性侵蚀主要是指在冻融的交替部位出现冻胀性的损裂或者是在干湿交替的部位出现盐类结晶性质的胀损。而化学性质的腐蚀主要是指受到了硫酸盐、镁盐及碳酸等物质的影响，进而出现了不同程度的腐蚀，导致衬砌疏松而剥落，最终降低了隧道整体结构的承载力与稳定性。

(2)防治措施

在对衬砌腐蚀病害进行处理时，首先要明确导致衬砌腐蚀的原因，准确判断衬砌腐蚀程度，进而采取具有针对性的防治措施进行处理。

出现腐蚀病害时，一般需要对隧道防排水系统进行改善，对洞内的排水槽、排水沟等进行改建，必要的情况下，要进行钻孔，使衬砌背后的地下水得到排放，进而使整个防排水系统得到优化。

为了提高隧道衬砌的防侵蚀与防水能力，需要采取加固衬砌的措施，如拱背压浆，喷射混凝土补强堵漏，设内外贴式防水层作为防蚀层，除水泥外，还可采用阳离子乳化沥青乳胶、EM－海泊沥青乳胶。另外，提高衬砌的密实度和整体性是最主要的预防腐蚀措施，在具体的施工过程中，尽量采用防腐蚀混凝土，也可以用防腐蚀性能强的石料来作为衬砌，同时要对水灰比进行严格控制，根据实际施工情况，灵活选用引气剂和减水剂等材料。由于隧道环境水侵蚀性介质的不同，在施工过程中，需要合理选用水泥，如双快水泥和抗硫酸盐水泥等，从而提高抗腐蚀性。采用抗化学腐蚀(主要是指抗硫酸盐、氯盐)粘结性能良好的复合高分子砂浆，保证仰拱防腐蚀砂浆层与隧道基础及边墙之间的有效粘结，阻止山体地下水从基岩缝隙渗出而浸泡腐蚀仰拱。

4 隧道衬砌裂损原因与防治措施

(1)衬砌裂损原因

在隧道的实际施工过程中，由于受到多种因素的影响，往往不能获取详细的地质资料，进而会导致不能准确的对围岩种类进行划分，致使不能科学合理的选择衬砌类型，导致衬砌结构不能与实际的承载力相符;修建时受技术条件限制，施工方法不当，管理不善，没有给予有效的技术指导，造成衬砌质量不良;排水设施不合理，日常的养护工作不到位等，再加上隧道衬砌受围岩压力、围岩膨胀性或冻胀性压力、地下水和腐蚀性介质作用，致使隧道衬砌在运营中出现破裂，从而对行车与人员的安全造成威胁。

(2)裂损防治措施

针对衬砌裂损病害，主要是以预防为主。要注重对隧道施工区域地质勘探，结合实际施工情况，选用合适的衬砌类型，并应用科学、先进的施工技术，配合使用现代化的机械设备，降低施工中对附近围岩的干扰，从而提高衬砌的施工质量。

当隧道出现了裂损时，需要在第一时间内采取措施进行治理。首先要对裂损的情况进行仔细观察，掌握当地的地质资料与裂纹的变形情况，根据裂损情况的不同，查清原因，因地制宜，采用不同的防治方法，从而达到稳定围岩，加固衬砌，确保安全的目的。整治方法如下:

①当裂损因山体滑坡、围岩受力状态变化等因素引起时，必须处理山体滑坡，采取在围岩内钻孔压浆稳固山体围岩，减少偏压力等措施，确保围岩稳定。

②对于那些比较容易风化泥化的泥质岩类的隧底，由于排水不良，导致铺底损坏，严重情况下还会发生翻浆冒泥的病害。针对这种病害，需要采用加深侧沟或更换铺底的整治方法。如果隧底是黏土质的泥岩或者是膨胀性的页岩，此时要增设仰拱，从而避免出现边墙内移、下沉或者是隧底隆起的现象。

③虽然有些衬砌出现了开裂，但是其仍然具有一定的承载能力，并不一定需要全部更换，现阶段多采取喷锚加固衬砌技术进行处理。与更换衬砌或套拱的技术方法相比，喷锚加固衬砌技术的优势较为明显，这种方法使得喷层和原圬工面能够进行有力的结合，新旧拱组合成了一个有机的整体结构，可以使原来裂损衬砌余下的承载能力得到充分发挥，并且施工方便，劳动强度小、行车干扰少，具有较高的安全性与经济性。

5 结束语

隧道施工具有一定的复杂性，受到地质条件影响较大，无形当中增加了施工的难度。如果施工中的管理与控制不当，很容易导致隧道病害的发生，影响了正常通车，并且存在巨大的安全隐患。因此我们要对隧道的病害高度重视，掌握隧道病害出现的原因，并要采取针对性的防治措施，坚持“一次根治、不留后患”的治理原则，确保整治到位，提高隧道整体结构的稳定性，促使隧道安全运营。

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